工学第九章链传动.pptx

第九章第九章 链传动链传动基本要求：基本要求：1 1）熟悉链传动的工作原理、传动特点及应用范围；熟悉链传动的工作原理、传动特点及应用范围；2 2）熟悉滚子链的结构、规格及链轮的结构特点；熟悉滚子链的结构、规格及链轮的结构特点；3 3）掌握掌握“多边形效应多边形效应”所引起的运动不均匀性及其所产生所引起的运动不均匀性及其所产生 的冲击载荷和动载荷，掌握改善措施；的冲击载荷和动载荷，掌握改善措施；4 4）了解链传动的失效形式，掌握滚子链传动承载能力计了解链传动的失效形式，掌握滚子链传动承载能力计 算的方法；算的方法；5 5）掌握链传动主要参数对传动性能的影响及其选择原则；掌握链传动主要参数对传动性能的影响及其选择原则；6 6）了解链传动的张紧方式、润滑方法。了解链传动的张紧方式、润滑方法。重点：重点：1.1.工作原理、特点工作原理、特点 2.2.多边形效应及所引起的运动不均匀性、并掌握改善措施；多边形效应及所引起的运动不均匀性、并掌握改善措施；3.3.链传动主要参数的选择原则链传动主要参数的选择原则991 1 链传动的特点和应用链传动的特点和应用 链传动是依靠链轮轮齿与链条链节之间链传动是依靠链轮轮齿与链条链节之间的啮合来传动运动和动力。的啮合来传动运动和动力。啮合传动啮合传动二、链传动的特点：二、链传动的特点：优点：优点：1.1.i平平=常数；常数；无滑动，效率高（无滑动，效率高（=0.95=0.95 0.980.98）；2.2.在同样条件下，结构比较紧凑；（能传递更大的功率）在同样条件下，结构比较紧凑；（能传递更大的功率）3.3.对轴的压力小；对轴的压力小；4.4.能在高温、低速及恶劣环境下工作。能在高温、低速及恶劣环境下工作。一一.链传动的组成及工作原理：链传动的组成及工作原理：1.1.组成：主动链轮、从动链轮、链条组成：主动链轮、从动链轮、链条2.2.工作原理：工作原理：5.5.中心距大；中心距大；6.6.制造、安装精度低制造、安装精度低成本低成本低与带传动与带传动 相比相比与齿轮传动相比与齿轮传动相比要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精确的场合；要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精确的场合；平行两轴，中心距平行两轴，中心距a a较大场合；较大场合；不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车；不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车；用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机。三、应用范围：三、应用范围：缺点：缺点：1.1.瞬时传动比不是常数，传动平稳性差；瞬时传动比不是常数，传动平稳性差；2.2.工作时有冲击、振动和噪音；工作时有冲击、振动和噪音；适用于低速适用于低速3.3.无过载保护作用。无过载保护作用。四、链的种类：四、链的种类：按照工作性质的不同分：按照工作性质的不同分：传动链传动链、起重链起重链、输送链输送链传动链传动链起重链起重链输送链输送链一、一、滚子链：滚子链：1.1.结构：结构：内链板内链板 外链板外链板 销轴销轴 套筒套筒 滚子滚子992 2 传动链的结构和特点传动链的结构和特点链板为链板为“8 8”字形：各截面抗拉强度相同字形：各截面抗拉强度相同传动链条：传动链条：按结构的不同可分为按结构的不同可分为:滚子链，齿形链滚子链，齿形链%接头形式：接头形式：偶数链节偶数链节常用常用奇数链节奇数链节需用过渡需用过渡链节链节A A系列系列B B系列系列%主要参数主要参数:2.2.滚子链的标准滚子链的标准:%标记：标记：08A08A2 2 88 GB/T1243.1 88 GB/T1243.119831983单排、双排、多排（小于单排、双排、多排（小于4 4）%单排、多排：单排、多排：1)节距节距:p2)滚子外径滚子外径:d13)内链板内宽内链板内宽:b14)排距排距:pt%系列系列:见见P165P165表表9-19-1。链号链号排数排数标准编号标准编号链节数链节数 二、齿形链：二、齿形链：1 1.构构成成：2.2.铰链类型：铰链类型：注注 意：意：链条已标准化（尺寸和材料要求祥见有关的国家标准），其链条已标准化（尺寸和材料要求祥见有关的国家标准），其几何尺寸根据等强度原则确定。因此，只要抗拉强度足够，销轴几何尺寸根据等强度原则确定。因此，只要抗拉强度足够，销轴的剪切强度、销轴和套筒间的挤压强度就足够。的剪切强度、销轴和套筒间的挤压强度就足够。3.3.特点：特点：1 1）传动平稳、无）传动平稳、无噪声，承受冲击性能噪声，承受冲击性能好，工作可靠；好，工作可靠；2 2）结构复杂，制）结构复杂，制造困难，价格高。造困难，价格高。4.4.应用：应用：高速、大高速、大a、大、大i、运动精度要求高的场合、运动精度要求高的场合993 3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料一一.链轮的基本参数及主要尺寸：链轮的基本参数及主要尺寸：%基本参数：基本参数：%主要尺寸及计算公式：主要尺寸及计算公式：见见P167P167表表9-39-3关键尺寸是分度圆，其关系为：关键尺寸是分度圆，其关系为：国标国标GB/T-1997GB/T-1997中没有规定具中没有规定具体的链轮齿形，仅规定了最小、体的链轮齿形，仅规定了最小、最大齿槽形状及其极限参数最大齿槽形状及其极限参数二二.滚子链链轮的齿形滚子链链轮的齿形:轴面齿形应在零件工作图上画轴面齿形应在零件工作图上画出。轴面齿形尺寸见出。轴面齿形尺寸见P70P70表表9-49-4。一般采用中碳钢制造，表面最好硬化；一般采用中碳钢制造，表面最好硬化；载荷和速度较大时，可采用中碳合金钢经表面硬化；载荷和速度较大时，可采用中碳合金钢经表面硬化；冲击较大时，最好采用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火处理。冲击较大时，最好采用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火处理。四四.链轮结构链轮结构:三三.链轮材料链轮材料:足够的耐磨性和强度足够的耐磨性和强度常用材料牌号及其热处理见常用材料牌号及其热处理见P170P170表表9-79-7。视尺寸大小采用：视尺寸大小采用：实心式（小直径）实心式（小直径）腹板式（中等直径）腹板式（中等直径）组合式（大直径）。组合式（大直径）。%注意：注意：见见P168P168表表9-49-4994 4 链传动的运动特性链传动的运动特性一.链传动的平均传动比：链传动的平均传动比：由于链是由刚性链节通过铰链联接的，其绕在链轮上构成一个由于链是由刚性链节通过铰链联接的，其绕在链轮上构成一个的正多边形。的正多边形。但上式确定的链速和传动比只是平均值。事实上，即使主动但上式确定的链速和传动比只是平均值。事实上，即使主动轮的角速度为常数，链速和从动轮的角速度也是呈周期性变化的。轮的角速度为常数，链速和从动轮的角速度也是呈周期性变化的。边长为边长为p p、边数为、边数为z z链轮每转链轮每转一周一周 链转过的长度为链转过的长度为zpzp链轮每分转链轮每分转n周周 链每分转过的长度为链每分转过的长度为z zpn链的平均速度为：链的平均速度为：平均传动比为：平均传动比为：二、链传动的运动不均匀性：链传动的运动不均匀性：v瞬瞬 C、2瞬瞬 C、i12瞬瞬 C 周期性变化周期性变化1.1.瞬时链速不恒定瞬时链速不恒定:BA 主动轮主动轮:只有销轴只有销轴A A的中心沿分度圆的中心沿分度圆 作圆周运动作圆周运动设主动轮的角速度设主动轮的角速度:1 1则则,销轴销轴A A的圆周速度为的圆周速度为:v1 1分解为分解为:BA v1 1分解为分解为:从从铰链铰链A进入啮合到后一个进入啮合到后一个铰链铰链B进入啮合：进入啮合：1）每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期 性变化：性变化：小大小小大小 产生噪音、振动和动载荷产生噪音、振动和动载荷。3）垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。2）瞬时速度变化瞬时速度变化结论：结论：同理，从动轮上同理，从动轮上链条的瞬时速度链条的瞬时速度:2.2.从动轮瞬时角速度从动轮瞬时角速度 不恒定不恒定:BA 假设链条不伸长假设链条不伸长,则则:3.3.瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定:瞬时传动比：瞬时传动比：二二.链传动的动载荷链传动的动载荷1.1.链速变化引起的动载荷：链速变化引起的动载荷：“多边形效应多边形效应”由于链条绕在链轮上形成正多边形，从而造成由于链条绕在链轮上形成正多边形，从而造成 链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性的后果：链传动的运动不均匀性的后果：1 1）产生冲击、振动和噪音；产生冲击、振动和噪音；2）引起附加动载荷。）引起附加动载荷。减小运动不均匀性的措施：减小运动不均匀性的措施：1 1）p ；2）z z ；3）1 （n1 ）。减少动载荷的措施：减少动载荷的措施：2.2.从动链轮角速度的变化引起的动载荷：从动链轮角速度的变化引起的动载荷：3.3.链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷：链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷：可以证明，链节啮入时和链轮冲击产生的冲击动能为：可以证明，链节啮入时和链轮冲击产生的冲击动能为：其中：其中：为常数，为常数，为链的线密度。为链的线密度。4.4.vy变化变化产生的动载荷：产生的动载荷：1 1）p ；2）z z ；3）1 （n1 ）。三、三、链传动受力分析链传动受力分析 链条保持适当的垂度链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得。（此张紧力所产生的悬垂拉力获得。（此张紧力比带传动小得多）比带传动小得多）使松边不致太松，以免影响链条的正常啮入（出）和产生振使松边不致太松，以免影响链条的正常啮入（出）和产生振动、跳齿、脱链现象。动、跳齿、脱链现象。链传动时的张紧链传动时的张紧:%张紧力的获得张紧力的获得：%张紧的目的：张紧的目的：%张紧方法：张紧方法：后面讲后面讲链传动受力分析链传动受力分析:在不考虑动载荷的情况下，链在工作时承受的作用力有：在不考虑动载荷的情况下，链在工作时承受的作用力有：紧边拉力：紧边拉力：松边拉力：松边拉力：2 2）离心拉力：离心拉力：一般说来，一般说来，时，离心拉力可以忽略。时，离心拉力可以忽略。3 3）垂度拉力：）垂度拉力：垂度拉力取决于传动的布置形式和张紧的程度。垂度拉力取决于传动的布置形式和张紧的程度。其中：其中：1 1）有效（工作）拉力：）有效（工作）拉力：紧边拉力：紧边拉力：松边拉力：松边拉力：垂度系数，图垂度系数，图9-9（P 175)链条单位长度的质量链条单位长度的质量链的疲劳破坏：链的疲劳破坏：995 5 滚子链传动的计算滚子链传动的计算一一.失效形式失效形式:链条铰链的磨损：链条铰链的磨损：销轴、套筒磨损销轴、套筒磨损 p p 链长链长 跳齿、脱链。跳齿、脱链。链条铰链的胶合：链条铰链的胶合：高速时，冲击能量大，润滑油膜破坏，高速时，冲击能量大，润滑油膜破坏，销轴和套筒直接接触销轴和套筒直接接触摩擦摩擦 温度温度 胶合胶合链条静力拉断：链条静力拉断：低速（低速（vv0.6m/s0.6m/s时）时）低速重载、严重过载时，链板因静强度低速重载、严重过载时，链板因静强度不足而拉断。不足而拉断。链传动的主要失效形式有：链传动的主要失效形式有：链是在链是在变应力变应力作用下工作作用下工作 疲劳破坏疲劳破坏 链板的疲劳断裂链板的疲劳断裂套筒、滚子的冲击疲劳套筒、滚子的冲击疲劳点蚀点蚀正常润滑时，疲劳破坏是限制链传动承载能力的主要因素正常润滑时，疲劳破坏是限制链传动承载能力的主要因素 润滑不良时，磨损是限制链传动承载能力润滑不良时，磨损是限制链传动承载能力的主要因素的主要因素 三三.滚子链传动的额定功率滚子链传动的额定功率:二二.滚子链传动的极限功率滚子链传动的极限功率:润滑良好时，润滑良好时，磨损限度线磨损限度线润滑不良时，润滑不良时，磨损限度线磨损限度线额定功率线额定功率线 通过实验得出，滚子链传动通过实验得出，滚子链传动不发生失效时的极限功率曲线不发生失效时的极限功率曲线 考虑安全考虑安全建立安全区建立安全区额额定定功率曲线功率曲线安全区安全区1.特定条件下的额定功率：特定条件下的额定功率：国家标准制定了特定试验条件下，不同型号链的额定功率曲线国家标准制定了特定试验条件下，不同型号链的额定功率曲线（P176P176图图9-119-11），以指导链传动的选用。），以指导链传动的选用。特定试验条件：特定试验条件：1 1）单排链；）单排链；2 2）小链轮齿数）小链轮齿数 z z1 1=25=25；3 3）链长）链长 L Lp p=120=120节；节；4 4）载荷平稳；）载荷平稳；5 5）按推荐的润滑方式润滑；）按推荐的润滑方式润滑；6 6）水平安装，寿命）水平安装，寿命1500015000小时。小时。已知的原始数据已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件）、传动位置要求及工作条件 （原动机的种类、载荷的性质、传动的用途等）。（原动机的种类、载荷的性质、传动的用途等）。五五.滚子链传动设计步骤和方法滚子链传动设计步骤和方法:设计的内容设计的内容：1）链条：）链条：链号、长度（链节数）、排数；链号、长度（链节数）、排数；2）中心距；）中心距；3）链轮结构设计：）链轮结构设计：材料、热处理；结构形式、结构尺寸、材料、热处理；结构形式、结构尺寸、主要参数（主要参数（z1、z2、d1、d2)；4）润滑方式及张紧。）润滑方式及张紧。1.1.确定链轮齿数确定链轮齿数 和传动比和传动比i：设计步骤和方法设计步骤和方法:链轮齿数17114之间z2=i z z12.2.确定计算功率：确定计算功率：KA A工况系数，见表工况系数，见表9-69-6Kz主动链轮齿数系数，见图主动链轮齿数系数，见图9-13KP多排链系数，多排链系数，双排链KP=1.75，三排链KP=2.5。传递的功率传递的功率4.4.确定链确定链节数和中心距节数和中心距：3.3.确定链条型号和确定链条型号和节距节距p：初定：初定：链号：根据计算功率和主动链轮转速链号：根据计算功率和主动链轮转速n1查图查图9-11节距节距p：由链：由链号计算或查表号计算或查表9-1圆整为偶数圆整为偶数将计算得到的链节数将计算得到的链节数链传动的的中心距链传动的的中心距 有张紧、中心距可调，有张紧、中心距可调，可取大些。可取大些。5.5.计算链速确定润滑方式：计算链速确定润滑方式：为中心距计算系数，表为中心距计算系数，表9-7或用下式计算或用下式计算6.6.压轴力的计算：压轴力的计算：作用在轴上的载荷为：作用在轴上的载荷为：7.7.链轮的结构设计：链轮的结构设计：四四.低速时链传动的静强度计算：低速时链传动的静强度计算：对于对于v v0.6m/s0.6m/s的链传动应验算其静强度：的链传动应验算其静强度：%水平传动水平传动 ，垂直传动，垂直传动 。1.1.目的：目的：链传动张紧的目的主要是控制链条悬垂度，避免松边垂度链传动张紧的目的主要是控制链条悬垂度，避免松边垂度过大产生啮合不良和链的颤动，增大啮合角。过大产生啮合不良和链的颤动，增大啮合角。2.2.方法：方法：1 1）调整中心距；）调整中心距；2 2）张紧轮）张紧轮。二二.张张 紧紧三三.润润 滑：滑：链传动的润滑很重要，良好的润滑可缓和冲击、减少磨损、链传动的润滑很重要，良好的润滑可缓和冲击、减少磨损、延长寿命。延长寿命。一般应以满足推荐润滑方式为最低要求。一般应以满足推荐润滑方式为最低要求。1 1）定期人工润滑：）定期人工润滑：2 2）滴油润滑：）滴油润滑：3 3）油池润滑：）油池润滑：侵入深度侵入深度6 6 12mm12mm4 4）飞溅润滑：）飞溅润滑：甩油盘侵入深度甩油盘侵入深度1212 35mm35mm5 5）压力供油：）压力供油：润滑剂：润滑剂：润滑脂润滑脂润滑油润滑油思思考考题题1.1.与齿轮传动和带传动相比，套筒滚子链传动有何优缺点？与齿轮传动和带传动相比，套筒滚子链传动有何优缺点？2.2.链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一滚子链传链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一滚子链传 动，其动，其 =22=22，=66=66，链节数等于，链节数等于132132。问使用维护中应。问使用维护中应 怎样做才能延长该链传动的使用寿命？怎样做才能延长该链传动的使用寿命？3.3.试分析：链条节距增大会带来的哪些利弊？试分析：链条节距增大会带来的哪些利弊？4.4.链传动的参数链传动的参数 为什么既不能太大也不能太小？为什么既不能太大也不能太小？5.5.为什么水平布置的大中心距带传动应紧边在下；而水平布为什么水平布置的大中心距带传动应紧边在下；而水平布 置的大中心距链传动则应紧边在上？置的大中心距链传动则应紧边在上？6.6.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有和异同？带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有和异同？7.7.为什么说速度不均为特性为链传动的固有特性？如为什么说速度不均为特性为链传动的固有特性？如何减小何减小速度不均匀特性？速度不均匀特性？8.链传动的中心距如何选取？链传动的中心距如何选取？